Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Доклад посвящен теоретическому исследованию, связанному с расчетом температуры внутренней стенки однотопливной и мультитопливной форсунок воздушно-реактивного двигателя (ВРД) на разных горючих и теплоносителях.
До основного расчета был проведен анализ литературы по осадкообразованию [1–3], в ходе которого было выяснено, что осадкообразованию подвержены нагреваемые стенки теплообменных аппаратов, непосредственно контактирующие с жидким углеводородным горючим, многие элементы топливно-подающих систем ВРД, где углеродсодержащие осадки могут появиться на стенках нагретых каналов, на топливных фильтрах, а также внутри форсунок и их распылителей. Рассмотрены теплофизические свойства таких теплоносителей как керосин ТС-1, природный газ, пресная вода [4, 5].
Необходимо отметить, что до сих пор проблема появления углеродсодержащих осадков тепловой и электрохимической природы полностью не решена, также не создана единая теория осадкообразования.
Проведен анализ существующих и перспективных способов борьбы и предотвращения осадкообразования, в результате которого выбраны наилучшие способы, включая применение электростатических полей, резервирование топливных каналов, распылителей, топливных фильтров, а также охлаждение стенки топливного канала форсунки [3].
Проведен патентно-лицензионный поиск источников информации по теме исследования, в результате которого найдены некоторые патенты на изобретения и полезные модели, связанные с конструктивными схемами мультитопливных форсунок [6–8].
Проведенный теоретический расчет основан на ранее полученной формуле определения средней температуры внутренней стенки мультитопливной форсунки в зависимости от теплоемкости материала форсунки, массы и наружной температуры поверхности форсунки, теплоемкости всех теплоносителей, значения коэффициентов теплоотдачи в каждом канале подачи теплоносителя, температуры теплоносителей, площади внутренней поверхности всех каналов, расходов теплоносителей [9].
Для проведения расчета были смоделированы конструктивные схемы форсунок разной массы с одним, двумя и тремя теплоносителями (пресная вода, природный газ, керосин ТС-1) с разными массовыми расходами. В ходе обработки графиков получены данные по теоретически необходимым расходам теплоносителей для снижения температуры внутренней поверхности однотопливной и мультитопливной форсунок до 373 К (температура начала осадкообразования на металлических стенках топливных каналов).
Авторами доклада разработаны новые конструктивные схемы эффективных мультитопливных форсунок с несколькими способами борьбы и предотвращения появления углеродсодержащих осадков на внутренних поверхностях.
Проблема перегрева устройств подачи теплоносителей и топлив остается актуальной в наше время. Осадкообразование тепловой и электрической природы не совсем полностью изучено, есть необходимость в создании единой теории осадкообразования. Уже сейчас нужно внедрять самые перспективные способы предотвращения и борьбы с образованием углеродсодержащих отложений, проводить дополнительные исследования по предотвращению стремительного появления осадков, создавать новые расчетные комплексы, изобретения, связанные с эффективной диагностикой топливных каналов ВРД.
Намечены дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования.
